mm/oom_kill.c

   1 /*
   2  *  linux/mm/oom_kill.c
   3  *
   4  *  Copyright (C)  1998,2000  Rik van Riel
   5  *      Thanks go out to Claus Fischer for some serious inspiration and
   6  *      for goading me into coding this file...
   7  *
   8  *  The routines in this file are used to kill a process when
   9  *  we're seriously out of memory. This gets called from __alloc_pages()
  10  *  in mm/page_alloc.c when we really run out of memory.
  11  *
  12  *  Since we won't call these routines often (on a well-configured
  13  *  machine) this file will double as a 'coding guide' and a signpost
  14  *  for newbie kernel hackers. It features several pointers to major
  15  *  kernel subsystems and hints as to where to find out what things do.
  16  */
  17
  18 #include <linux/oom.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/timex.h>
  23 #include <linux/jiffies.h>
  24 #include <linux/cpuset.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/notifier.h>
  27 #include <linux/vs_memory.h>
  28
  29 int sysctl_panic_on_oom;
  30 /* #define DEBUG */
  31
  32 /**
  33  * badness - calculate a numeric value for how bad this task has been
  34  * @p: task struct of which task we should calculate
  35  * @uptime: current uptime in seconds
  36  *
  37  * The formula used is relatively simple and documented inline in the
  38  * function. The main rationale is that we want to select a good task
  39  * to kill when we run out of memory.
  40  *
  41  * Good in this context means that:
  42  * 1) we lose the minimum amount of work done
  43  * 2) we recover a large amount of memory
  44  * 3) we don't kill anything innocent of eating tons of memory
  45  * 4) we want to kill the minimum amount of processes (one)
  46  * 5) we try to kill the process the user expects us to kill, this
  47  *    algorithm has been meticulously tuned to meet the principle
  48  *    of least surprise ... (be careful when you change it)
  49  */
  50
  51 unsigned long badness(struct task_struct *p, unsigned long uptime)
  52 {
  53         unsigned long points, cpu_time, run_time, s;
  54         struct mm_struct *mm;
  55         struct task_struct *child;
  56
  57         task_lock(p);
  58         mm = p->mm;
  59         if (!mm) {
  60                 task_unlock(p);
  61                 return 0;
  62         }
  63
  64         /*
  65          * The memory size of the process is the basis for the badness.
  66          */
  67         points = mm->total_vm;
  68
  69         /*
  70          * add points for context badness
  71          */
  72
  73         points += vx_badness(p, mm);
  74
  75         /*
  76          * After this unlock we can no longer dereference local variable `mm'
  77          */
  78         task_unlock(p);
  79
  80         /*
  81          * swapoff can easily use up all memory, so kill those first.
  82          */
  83         if (p->flags & PF_SWAPOFF)
  84                 return ULONG_MAX;
  85
  86         /*
  87          * Processes which fork a lot of child processes are likely
  88          * a good choice. We add half the vmsize of the children if they
  89          * have an own mm. This prevents forking servers to flood the
  90          * machine with an endless amount of children. In case a single
  91          * child is eating the vast majority of memory, adding only half
  92          * to the parents will make the child our kill candidate of choice.
  93          */
  94         list_for_each_entry(child, &p->children, sibling) {
  95                 task_lock(child);
  96                 if (child->mm != mm && child->mm)
  97                         points += child->mm->total_vm/2 + 1;
  98                 task_unlock(child);
  99         }
 100
 101         /*
 102          * CPU time is in tens of seconds and run time is in thousands
 103          * of seconds. There is no particular reason for this other than
 104          * that it turned out to work very well in practice.
 105          */
 106         cpu_time = (cputime_to_jiffies(p->utime) + cputime_to_jiffies(p->stime))
 107                 >> (SHIFT_HZ + 3);
 108
 109         if (uptime >= p->start_time.tv_sec)
 110                 run_time = (uptime - p->start_time.tv_sec) >> 10;
 111         else
 112                 run_time = 0;
 113
 114         s = int_sqrt(cpu_time);
 115         if (s)
 116                 points /= s;
 117         s = int_sqrt(int_sqrt(run_time));
 118         if (s)
 119                 points /= s;
 120
 121         /*
 122          * Niced processes are most likely less important, so double
 123          * their badness points.
 124          */
 125         if (task_nice(p) > 0)
 126                 points *= 2;
 127
 128         /*
 129          * Superuser processes are usually more important, so we make it
 130          * less likely that we kill those.
 131          */
 132         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_ADMIN) ||
 133                                 p->uid == 0 || p->euid == 0)
 134                 points /= 4;
 135
 136         /*
 137          * We don't want to kill a process with direct hardware access.
 138          * Not only could that mess up the hardware, but usually users
 139          * tend to only have this flag set on applications they think
 140          * of as important.
 141          */
 142         if (cap_t(p->cap_effective) & CAP_TO_MASK(CAP_SYS_RAWIO))
 143                 points /= 4;
 144
 145         /*
 146          * If p's nodes don't overlap ours, it may still help to kill p
 147          * because p may have allocated or otherwise mapped memory on
 148          * this node before. However it will be less likely.
 149          */
 150         if (!cpuset_excl_nodes_overlap(p))
 151                 points /= 8;
 152
 153         /*
 154          * Adjust the score by oomkilladj.
 155          */
 156         if (p->oomkilladj) {
 157                 if (p->oomkilladj > 0)
 158                         points <<= p->oomkilladj;
 159                 else
 160                         points >>= -(p->oomkilladj);
 161         }
 162
 163 #ifdef DEBUG
 164         printk(KERN_DEBUG "OOMkill: task %d:#%u (%s) got %d points\n",
 165                 p->pid, p->xid, p->comm, points);
 166 #endif
 167         return points;
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Types of limitations to the nodes from which allocations may occur
 172  */
 173 #define CONSTRAINT_NONE 1
 174 #define CONSTRAINT_MEMORY_POLICY 2
 175 #define CONSTRAINT_CPUSET 3
 176
 177 /*
 178  * Determine the type of allocation constraint.
 179  */
 180 static inline int constrained_alloc(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask)
 181 {
 182 #ifdef CONFIG_NUMA
 183         struct zone **z;
 184         nodemask_t nodes;
 185         int node;
 186
 187         nodes_clear(nodes);
 188         /* node has memory ? */
 189         for_each_online_node(node)
 190                 if (NODE_DATA(node)->node_present_pages)
 191                         node_set(node, nodes);
 192
 193         for (z = zonelist->zones; *z; z++)
 194                 if (cpuset_zone_allowed_softwall(*z, gfp_mask))
 195                         node_clear(zone_to_nid(*z), nodes);
 196                 else
 197                         return CONSTRAINT_CPUSET;
 198
 199         if (!nodes_empty(nodes))
 200                 return CONSTRAINT_MEMORY_POLICY;
 201 #endif
 202
 203         return CONSTRAINT_NONE;
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Simple selection loop. We chose the process with the highest
 208  * number of 'points'. We expect the caller will lock the tasklist.
 209  *
 210  * (not docbooked, we don't want this one cluttering up the manual)
 211  */
 212 static struct task_struct *select_bad_process(unsigned long *ppoints)
 213 {
 214         struct task_struct *g, *p;
 215         struct task_struct *chosen = NULL;
 216         struct timespec uptime;
 217         *ppoints = 0;
 218
 219         do_posix_clock_monotonic_gettime(&uptime);
 220         do_each_thread(g, p) {
 221                 unsigned long points;
 222
 223                 /*
 224                  * skip kernel threads and tasks which have already released
 225                  * their mm.
 226                  */
 227                 if (!p->mm)
 228                         continue;
 229                 /* skip the init task */
 230                 if (is_init(p))
 231                         continue;
 232
 233                 /*
 234                  * This task already has access to memory reserves and is
 235                  * being killed. Don't allow any other task access to the
 236                  * memory reserve.
 237                  *
 238                  * Note: this may have a chance of deadlock if it gets
 239                  * blocked waiting for another task which itself is waiting
 240                  * for memory. Is there a better alternative?
 241                  */
 242                 if (test_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE))
 243                         return ERR_PTR(-1UL);
 244
 245                 /*
 246                  * This is in the process of releasing memory so wait for it
 247                  * to finish before killing some other task by mistake.
 248                  *
 249                  * However, if p is the current task, we allow the 'kill' to
 250                  * go ahead if it is exiting: this will simply set TIF_MEMDIE,
 251                  * which will allow it to gain access to memory reserves in
 252                  * the process of exiting and releasing its resources.
 253                  * Otherwise we could get an easy OOM deadlock.
 254                  */
 255                 if (p->flags & PF_EXITING) {
 256                         if (p != current)
 257                                 return ERR_PTR(-1UL);
 258
 259                         chosen = p;
 260                         *ppoints = ULONG_MAX;
 261                 }
 262
 263                 if (p->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 264                         continue;
 265
 266                 points = badness(p, uptime.tv_sec);
 267                 if (points > *ppoints || !chosen) {
 268                         chosen = p;
 269                         *ppoints = points;
 270                 }
 271         } while_each_thread(g, p);
 272
 273         return chosen;
 274 }
 275
 276 /**
 277  * Send SIGKILL to the selected  process irrespective of  CAP_SYS_RAW_IO
 278  * flag though it's unlikely that  we select a process with CAP_SYS_RAW_IO
 279  * set.
 280  */
 281 static void __oom_kill_task(struct task_struct *p, int verbose)
 282 {
 283         if (is_init(p)) {
 284                 WARN_ON(1);
 285                 printk(KERN_WARNING "tried to kill init!\n");
 286                 return;
 287         }
 288
 289         if (!p->mm) {
 290                 WARN_ON(1);
 291                 printk(KERN_WARNING "tried to kill an mm-less task!\n");
 292                 return;
 293         }
 294
 295         if (verbose)
 296                 printk(KERN_ERR "Killed process %d:#%u (%s)\n",
 297                                 p->pid, p->xid, p->comm);
 298
 299         /*
 300          * We give our sacrificial lamb high priority and access to
 301          * all the memory it needs. That way it should be able to
 302          * exit() and clear out its resources quickly...
 303          */
 304         p->time_slice = HZ;
 305         set_tsk_thread_flag(p, TIF_MEMDIE);
 306
 307         force_sig(SIGKILL, p);
 308 }
 309
 310 static int oom_kill_task(struct task_struct *p)
 311 {
 312         struct mm_struct *mm;
 313         struct task_struct *g, *q;
 314
 315         mm = p->mm;
 316
 317         /* WARNING: mm may not be dereferenced since we did not obtain its
 318          * value from get_task_mm(p).  This is OK since all we need to do is
 319          * compare mm to q->mm below.
 320          *
 321          * Furthermore, even if mm contains a non-NULL value, p->mm may
 322          * change to NULL at any time since we do not hold task_lock(p).
 323          * However, this is of no concern to us.
 324          */
 325
 326         if (mm == NULL)
 327                 return 1;
 328
 329         /*
 330          * Don't kill the process if any threads are set to OOM_DISABLE
 331          */
 332         do_each_thread(g, q) {
 333                 if (q->mm == mm && q->oomkilladj == OOM_DISABLE)
 334                         return 1;
 335         } while_each_thread(g, q);
 336
 337         __oom_kill_task(p, 1);
 338
 339         /*
 340          * kill all processes that share the ->mm (i.e. all threads),
 341          * but are in a different thread group. Don't let them have access
 342          * to memory reserves though, otherwise we might deplete all memory.
 343          */
 344         do_each_thread(g, q) {
 345                 if (q->mm == mm && q->tgid != p->tgid)
 346                         force_sig(SIGKILL, q);
 347         } while_each_thread(g, q);
 348
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 static int oom_kill_process(struct task_struct *p, unsigned long points,
 353                 const char *message)
 354 {
 355         struct task_struct *c;
 356         struct list_head *tsk;
 357
 358         /*
 359          * If the task is already exiting, don't alarm the sysadmin or kill
 360          * its children or threads, just set TIF_MEMDIE so it can die quickly
 361          */
 362         if (p->flags & PF_EXITING) {
 363                 __oom_kill_task(p, 0);
 364                 return 0;
 365         }
 366
 367         printk(KERN_ERR "%s: kill process %d:#%u (%s) score %li or a child\n",
 368                                 message, p->pid, p->xid, p->comm, points);
 369
 370         /* Try to kill a child first */
 371         list_for_each(tsk, &p->children) {
 372                 c = list_entry(tsk, struct task_struct, sibling);
 373                 if (c->mm == p->mm)
 374                         continue;
 375                 if (!oom_kill_task(c))
 376                         return 0;
 377         }
 378         return oom_kill_task(p);
 379 }
 380
 381 static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(oom_notify_list);
 382
 383 int register_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 384 {
 385         return blocking_notifier_chain_register(&oom_notify_list, nb);
 386 }
 387 EXPORT_SYMBOL_GPL(register_oom_notifier);
 388
 389 int unregister_oom_notifier(struct notifier_block *nb)
 390 {
 391         return blocking_notifier_chain_unregister(&oom_notify_list, nb);
 392 }
 393 EXPORT_SYMBOL_GPL(unregister_oom_notifier);
 394
 395 /**
 396  * out_of_memory - kill the "best" process when we run out of memory
 397  *
 398  * If we run out of memory, we have the choice between either
 399  * killing a random task (bad), letting the system crash (worse)
 400  * OR try to be smart about which process to kill. Note that we
 401  * don't have to be perfect here, we just have to be good.
 402  */
 403 void out_of_memory(struct zonelist *zonelist, gfp_t gfp_mask, int order)
 404 {
 405         struct task_struct *p;
 406         unsigned long points = 0;
 407         unsigned long freed = 0;
 408
 409         blocking_notifier_call_chain(&oom_notify_list, 0, &freed);
 410         if (freed > 0)
 411                 /* Got some memory back in the last second. */
 412                 return;
 413
 414         if (printk_ratelimit()) {
 415                 printk(KERN_WARNING "%s invoked oom-killer: "
 416                         "gfp_mask=0x%x, order=%d, oomkilladj=%d\n",
 417                         current->comm, gfp_mask, order, current->oomkilladj);
 418                 dump_stack();
 419                 show_mem();
 420         }
 421
 422         cpuset_lock();
 423         read_lock(&tasklist_lock);
 424
 425         /*
 426          * Check if there were limitations on the allocation (only relevant for
 427          * NUMA) that may require different handling.
 428          */
 429         switch (constrained_alloc(zonelist, gfp_mask)) {
 430         case CONSTRAINT_MEMORY_POLICY:
 431                 oom_kill_process(current, points,
 432                                 "No available memory (MPOL_BIND)");
 433                 break;
 434
 435         case CONSTRAINT_CPUSET:
 436                 oom_kill_process(current, points,
 437                                 "No available memory in cpuset");
 438                 break;
 439
 440         case CONSTRAINT_NONE:
 441                 if (sysctl_panic_on_oom)
 442                         panic("out of memory. panic_on_oom is selected\n");
 443 retry:
 444                 /*
 445                  * Rambo mode: Shoot down a process and hope it solves whatever
 446                  * issues we may have.
 447                  */
 448                 p = select_bad_process(&points);
 449
 450                 if (PTR_ERR(p) == -1UL)
 451                         goto out;
 452
 453                 /* Found nothing?!?! Either we hang forever, or we panic. */
 454                 if (!p) {
 455                         read_unlock(&tasklist_lock);
 456                         cpuset_unlock();
 457                         panic("Out of memory and no killable processes...\n");
 458                 }
 459
 460                 if (oom_kill_process(p, points, "Out of memory"))
 461                         goto retry;
 462
 463                 break;
 464         }
 465
 466 out:
 467         read_unlock(&tasklist_lock);
 468         cpuset_unlock();
 469
 470         /*
 471          * Give "p" a good chance of killing itself before we
 472          * retry to allocate memory unless "p" is current
 473          */
 474         if (!test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
 475                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
 476 }